JP2007177626A - Device for controlling gas turbine load - Google Patents

Device for controlling gas turbine load Download PDF

Info

Publication number
JP2007177626A
JP2007177626A JP2005373847A JP2005373847A JP2007177626A JP 2007177626 A JP2007177626 A JP 2007177626A JP 2005373847 A JP2005373847 A JP 2005373847A JP 2005373847 A JP2005373847 A JP 2005373847A JP 2007177626 A JP2007177626 A JP 2007177626A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
load
output
gas turbine
ldset
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2005373847A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Tanaka
聡史 田中
Toshimitsu Morimoto
敏光 森元
Toshiyuki Haji
俊幸 土師
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2005373847A priority Critical patent/JP2007177626A/en
Priority to US11/643,961 priority patent/US7600369B2/en
Priority to DE102006061640A priority patent/DE102006061640B4/en
Priority to CNB2006101721099A priority patent/CN100552201C/en
Publication of JP2007177626A publication Critical patent/JP2007177626A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26Control of fuel supply
    • F02C9/263Control of fuel supply by means of fuel metering valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/30Application in turbines
    • F05D2220/32Application in turbines in gas turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00Control
    • F05D2270/01Purpose of the control system
    • F05D2270/05Purpose of the control system to affect the output of the engine
    • F05D2270/052Torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00Control
    • F05D2270/01Purpose of the control system
    • F05D2270/06Purpose of the control system to match engine to driven device
    • F05D2270/061Purpose of the control system to match engine to driven device in particular the electrical frequency of driven generator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for controlling a gas turbine load capable of quickening following of power generator output to change of a demand load setting value even when a time constant of proportional-plus-integral control is set long. <P>SOLUTION: The device 30 includes a load setting means, a first bias setting means, a second bias setting means, a target output setting means and the like, wherein the target output setting means sets target output by adding a plus side bias value to LDSET when a load set value is gradually increased by the load setting means according to increase of the demand load setting value input from a demand load setting means and sets the target output by subtracting a minus side bias value from the LDSET when the load set value is gradually decreased by the load setting means according to decrease of the demand load setting value. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はガスタービンへの供給燃料量を制御してガスタービン出力(発電機出力)が目標出力となるように制御するガスタービン負荷制御装置に関する。   The present invention relates to a gas turbine load control device that controls the amount of fuel supplied to a gas turbine so that a gas turbine output (generator output) becomes a target output.

ガスタービン発電設備において発電機が併入運転中のとき、即ち発電機を電力系統(電力ネットワーク)へ接続して発電機の発電電力を電力系統へ送電しているときには、ガスタービン発電設備に備えたガスタービン負荷制御装置により、発電機出力(有効電力)が電力系統の要求負荷設定値の変化に追従するようにガスタービンへの供給燃料量を制御する必要がある。要求負荷設定値は、通常、中央給電センターから要求負荷設定指令としてガスタービン負荷制御装置へ送られてくる。   When the generator is operating in the gas turbine power generation facility, that is, when the generator is connected to the power system (power network) and the power generated by the generator is transmitted to the power system, the gas turbine power generation facility is equipped. It is necessary to control the amount of fuel supplied to the gas turbine so that the generator output (active power) follows the change in the required load setting value of the power system by the gas turbine load control device. The required load setting value is normally sent from the central power supply center to the gas turbine load control device as a required load setting command.

図11は従来のガスタービン負荷制御装置の構成を示すブロック図、図12は前記ガスタービン負荷制御装置を適用した場合の要求負荷設定値の増加に対するLDSET(目標出力)及び発電機出力(実出力)の変化を示す説明図である。   FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of a conventional gas turbine load control device, and FIG. 12 shows LDSET (target output) and generator output (actual output) with respect to an increase in required load set value when the gas turbine load control device is applied. It is explanatory drawing which shows the change of ().

図11に示すように、ガスタービン発電設備ではガスタービン1の回転軸2に発電機3の回転軸4を接続した構成となっている。詳細な図示は省略するが、ガスタービン1はガスタービン本体と圧縮機と燃焼器とを有している。ガスタービン1が起動すると、発電機3がガスタービン1によって回転駆動されることにより発電する。この発電電力は発電機3から図示しない遮断器や変圧器などを介して電力系統へと送電されるが、このときの発電電力(有効電力)の値が有効電力計であるMW変換器5によって計測される。そして、このMW変換器5の計測値(実出力)が、ガスタービン負荷制御装置10へとフィードバックされるようになっている。   As shown in FIG. 11, the gas turbine power generation facility has a configuration in which a rotating shaft 4 of a generator 3 is connected to a rotating shaft 2 of a gas turbine 1. Although detailed illustration is omitted, the gas turbine 1 includes a gas turbine body, a compressor, and a combustor. When the gas turbine 1 is activated, the generator 3 is rotated by the gas turbine 1 to generate power. This generated power is transmitted from the generator 3 to the power system via a circuit breaker, a transformer, etc. (not shown). The generated power (active power) at this time is transmitted by the MW converter 5 which is an active wattmeter. It is measured. The measured value (actual output) of the MW converter 5 is fed back to the gas turbine load control device 10.

また、ガスタービン1の燃焼器には燃料制御弁6が接続されており、図示しない燃料タンクなどの燃料供給設備から送られてくる気体又は液体などのガスタービン燃料が、燃料制御弁6で流量制御されて燃焼器へ供給されるようになっている。そして、この燃料制御弁6の開閉制御(供給燃料量の制御)が、ガスタービン負荷制御装置10によって行われる。ガスタービン負荷制御装置10は偏差演算器(減算器)11,15、ハイ/ロウモニタ(比較器)12,13、アナログメモリ15及びPI制御器16を有してなるものである。   In addition, a fuel control valve 6 is connected to the combustor of the gas turbine 1, and gas turbine fuel such as gas or liquid sent from a fuel supply facility such as a fuel tank (not shown) flows at the fuel control valve 6. It is controlled and supplied to the combustor. The gas turbine load control device 10 performs opening / closing control of the fuel control valve 6 (control of the amount of fuel supplied). The gas turbine load control device 10 includes deviation calculators (subtractors) 11 and 15, high / low monitors (comparators) 12 and 13, an analog memory 15, and a PI controller 16.

偏差演算器11では図示しない中央給電センター(上位コンピュータ)から送られてくる要求負荷設定値(指令)と、アナログメモリ14の出力であるLDSET(負荷設定値)との偏差(負荷設定偏差=要求負荷設定値−LDSET)を演算する。   In the deviation calculator 11, a deviation (load setting deviation = request) between a required load setting value (command) sent from a central power supply center (high-order computer) (not shown) and LDSET (load setting value) which is an output of the analog memory 14. Load setting value-LDSET) is calculated.

ハイ/ロウモニタ12では前記負荷設定偏差が0.1MW以上(負荷設定偏差≧0.1MW)であるか否かを判定し、0.1MW以上であると判定した場合にはアナログメモリ14に対してLDSET増指令を出力する。即ち、LDSET増指令は前記負荷設定偏差が0.1MW以上となったときにONとなり、前記負荷設定偏差が0.1MWよりも小さくなったときにOFFとなる。   The high / low monitor 12 determines whether or not the load setting deviation is 0.1 MW or more (load setting deviation ≧ 0.1 MW). If it is determined that the load setting deviation is 0.1 MW or more, the analog memory 14 is checked. Output LDSET increase command. That is, the LDSET increase command is turned ON when the load setting deviation is 0.1 MW or more, and turned OFF when the load setting deviation is smaller than 0.1 MW.

ハイ/ロウモニタ13では前記負荷設定偏差が−0.1MW以下(負荷設定偏差≦−0.1MW)であるか否かを判定し、−0.1MW以下であると判定した場合にはアナログメモリ14に対してLDSET減指令を出力する。即ち、LDSET減指令は前記負荷設定偏差が−0.1MW以下となったときにONとなり、前記負荷設定偏差が−0.1MWよりも大きくなったときにOFFとなる。   The high / low monitor 13 determines whether or not the load setting deviation is −0.1 MW or less (load setting deviation ≦ −0.1 MW). If it is determined that the load setting deviation is −0.1 MW or less, the analog memory 14 Output an LDSET decrease command. That is, the LDSET reduction command is turned on when the load setting deviation is −0.1 MW or less, and is turned off when the load setting deviation is larger than −0.1 MW.

アナログメモリ14ではハイ/ロウモニタ12からLDSET増指令を入力すると(LDSET増指令がONになると)LDSETの増加を開始し、LDSET増指令を入力し続けている間(LDSET増指令がONの間)はLDSETを所定の増加率(例えば10MW/分)で徐々に増加させ、ハイ/ロウモニタ12からLDSET増指令を入力しなくなると(LDSET増指令がOFFになると)LDSETの増加を停止する。また、アナログメモリ14ではハイ/ロウモニタ13からLDSET減指令を入力すると(LDSET減指令がONになると)LDSETの減少を開始し、LDSET減指令を入力し続けている間(LDSET減指令がONの間)はLDSETを所定の減少率(例えば−10MW/分)で徐々に減少させ、ハイ/ロウモニタ13からLDSET減指令を入力しなくなると(LDSET減指令がOFFになると)LDSETの減少を停止する。そして、このLDSETが目標出力として、アナログメモリ14から偏差演算器(減算器)15へ出力される。   In the analog memory 14, when an LDSET increase command is input from the high / low monitor 12 (when the LDSET increase command is turned ON), an increase in LDSET is started and while the LDSET increase command is continuously input (while the LDSET increase command is ON). Gradually increases LDSET at a predetermined rate of increase (for example, 10 MW / min), and stops the increase in LDSET when no LDSET increase command is input from the high / low monitor 12 (when the LDSET increase command is turned OFF). In addition, when an LDSET decrease command is input from the high / low monitor 13 (when the LDSET decrease command is turned ON), the analog memory 14 starts to decrease the LDSET, and continues to input the LDSET decrease command (when the LDSET decrease command is ON). During the period, LDSET is gradually decreased at a predetermined decrease rate (for example, -10 MW / min), and when the LDSET decrease command is not input from the high / low monitor 13 (when the LDSET decrease command is turned OFF), the decrease in LDSET is stopped. . The LDSET is output from the analog memory 14 to the deviation calculator (subtracter) 15 as a target output.

偏差演算器15ではアナログメモリ14で設定される目標出力(LDSET)と、MW変換器5で計測される発電機出力(有効電力)との偏差(出力偏差=目標出力−発電機出力)を演算する。   The deviation calculator 15 calculates a deviation (output deviation = target output−generator output) between the target output (LDSET) set in the analog memory 14 and the generator output (active power) measured by the MW converter 5. To do.

そして、PI制御器16では、偏差演算器15で演算される出力偏差に基づいて比例・積分演算を行うことにより、燃料制御弁6の開度制御を行う。即ち、目標出力が発電機出力よりも大きければ、燃料制御弁6の開度を大きくしてガスタービン1(燃焼器)への供給燃料量を増やすことにより、ガスタービン1の出力を増加させて発電機3の出力を増加させる(発電機出力を目標出力に一致させる)。また、目標出力が発電機出力よりも小さければ、燃料制御弁6の開度を小さくしてガスタービン1(燃焼器)への供給燃料量を減らすことにより、ガスタービン出力を減少させて発電機出力を減少させる(発電機出力を目標出力に一致させる)。なお、偏差演算器16におけるKは比例ゲイン、sはラプラス演算子、Tは比例・積分制御の時定数(積分時定数)、1/Tは積分ゲインである。   The PI controller 16 controls the opening of the fuel control valve 6 by performing a proportional / integral calculation based on the output deviation calculated by the deviation calculator 15. That is, if the target output is larger than the generator output, the output of the gas turbine 1 is increased by increasing the opening of the fuel control valve 6 and increasing the amount of fuel supplied to the gas turbine 1 (combustor). The output of the generator 3 is increased (the generator output is matched with the target output). If the target output is smaller than the generator output, the opening of the fuel control valve 6 is reduced to reduce the amount of fuel supplied to the gas turbine 1 (combustor), thereby reducing the gas turbine output and the generator. Reduce the output (make the generator output match the target output). In the deviation calculator 16, K is a proportional gain, s is a Laplace operator, T is a time constant (integral time constant) of proportional / integral control, and 1 / T is an integral gain.

例えば図12に例示するように時刻T1までは要求負荷設定値と目標出力(LDSET)と発電機出力(実出力)とが一致しており、時刻T1において中央給電センターからの指令により要求負荷設定値がステップ状に増加(図示例では100MWから200MWに増加)した場合、偏差演算器11で演算される要求負荷設定値とLDSETとの偏差が0.1MW以上となるため、ハイ/ロウモニタ12からアナログメモリ14へLDSET増指令が出力される(LDSET増指令がONになる)。その結果、アナログメモリ14によりLDSETが、時刻T1から、時刻T2において要求負荷設定値(200MW)に達するまで(負荷設定偏差が0.1MWよりも小さくなってLDSET増指令がOFFになるまで)、所定の増加率で徐々に増加する。即ち、目標出力が所定の増加率で徐々に増加する。   For example, as illustrated in FIG. 12, the required load set value, the target output (LDSET), and the generator output (actual output) coincide with each other until time T1, and the required load is set according to a command from the central power supply center at time T1. When the value increases stepwise (in the example shown, from 100 MW to 200 MW), the deviation between the required load setting value calculated by the deviation calculator 11 and LDSET is 0.1 MW or more, so the high / low monitor 12 An LDSET increase command is output to the analog memory 14 (the LDSET increase command is turned ON). As a result, the analog memory 14 causes the LDSET to reach the required load setting value (200 MW) at the time T2 from the time T1 (until the load setting deviation becomes smaller than 0.1 MW and the LDSET increase command is turned OFF). It gradually increases at a predetermined rate of increase. That is, the target output gradually increases at a predetermined increase rate.

そして、このときの目標出力と発電機出力(有効電力)との出力偏差が偏差演算器15で演算され、この出力偏差に基づいてPI制御器16で比例・積分演算が行われ、この比例・積分演算の結果に基づいて燃料制御弁6が作動する(燃料制御弁6の弁開度が増加する)。その結果、ガスタービン1への供給燃料量が増加してガスタービン出力が増加することより発電機出力(有効電力)が増加し、最終的には発電機出力(有効電力)を目標出力(要求負荷設定値)に一致させることができる。   Then, the output deviation between the target output and the generator output (active power) at this time is calculated by the deviation calculator 15, and the proportional / integral calculation is performed by the PI controller 16 based on this output deviation. Based on the result of the integral calculation, the fuel control valve 6 operates (the valve opening of the fuel control valve 6 increases). As a result, the amount of fuel supplied to the gas turbine 1 increases and the gas turbine output increases, so that the generator output (active power) increases, and finally the generator output (active power) is set to the target output (requested). Load setting value).

なお、アナログメモリ14を用いてLDSET(目標出力)を徐々に増加又は減少させるのは、急激に要求負荷設定値が変化しても、ガスタービン1の許容可能な変化率でLDSET(目標出力)を変化させるためである。要求負荷設定値の急激な変化に応じてLDSET(目標出力)も急激に変化させてしまうと、ガスタービン1の出力が急激に変化してガスタービン1の損傷などを招くおそれがある。   Note that the reason why the LDSET (target output) is gradually increased or decreased by using the analog memory 14 is that the LDSET (target output) is set at an allowable change rate of the gas turbine 1 even if the required load setting value is suddenly changed. It is for changing. If LDSET (target output) is also changed suddenly in response to a sudden change in the required load set value, the output of the gas turbine 1 may be suddenly changed to cause damage to the gas turbine 1 or the like.

本願に関する先行技術文献としては下記の特許文献1がある。特許文献1には多軸コンバインドサイクルプラントの負荷制御方法及びその装置が開示されている。   As a prior art document related to the present application, there is the following Patent Document 1. Patent Document 1 discloses a load control method and apparatus for a multi-axis combined cycle plant.

特開平10−196315号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-196315

最近では送電側(電力系統側)からガスタービン発電設備側に対して、要求負荷設定値の変化に対する発電機出力の追従を速くすることが要求されるようになってきている。例えば、発電会社と送電会社が異なる国においては送電会社から発電会社に対して、要求負荷設定値の変化に対する発電機出力の追従を速くすることが要求されている。   Recently, the power transmission side (power system side) is required to make the generator output follow the change in the required load set value faster from the gas turbine power generation equipment side. For example, in a country where the power generation company and the power transmission company are different, the power transmission company requires the power generation company to quickly follow the generator output with respect to a change in the required load setting value.

これに対し、従来のガスタービン負荷制御装置10では比例・積分制御の時定数Tを短くすれば(即ち積分ゲイン1/Tを大きくすれば)要求負荷設定値の変化に対する発電機出力の追従を速くすることができるが、比例・積分制御の時定数Tを短くすると、電力系統の力率の変動に伴う発電機出力(有効電力)の変動に対して、ガスタービン負荷制御装置10が、発電機出力(有効電力)を一定に保とうとして、より頻繁にガスタービン1への供給燃料量の増減を繰り返すことになる。このことはガスタービン1にとって好ましくない。   On the other hand, in the conventional gas turbine load control device 10, if the time constant T of proportional / integral control is shortened (that is, if the integral gain 1 / T is increased), the generator output can follow the change in the required load set value. However, if the time constant T of the proportional / integral control is shortened, the gas turbine load control device 10 generates power in response to fluctuations in the generator output (active power) accompanying fluctuations in the power factor of the power system. In order to keep the machine output (active power) constant, the increase and decrease in the amount of fuel supplied to the gas turbine 1 are repeated more frequently. This is not preferable for the gas turbine 1.

このため、比例・積分制御の時定数Tはガスタービン1への供給燃料量が安定するように長め設定する必要があり、比例・積分制御の時定数Tを長めに設定すると、要求負荷設定値の変化したときの発電機出力の追従が遅くなるため、電力系統側(送電会社側)からの追従性向上の要求を満たすことができない。   For this reason, it is necessary to set the time constant T of proportional / integral control to be long so that the amount of fuel supplied to the gas turbine 1 is stabilized. If the time constant T of proportional / integral control is set to be long, the required load set value is set. Since the follow-up of the generator output at the time of the change of time becomes slow, it is not possible to satisfy the demand for improvement in follow-up from the power system side (transmission company side).

従って本発明は上記の事情に鑑み、比例・積分制御の時定数を長めに設定しても、要求負荷設定値の変化に対する発電機出力(有効電力)の追従を速くすることができるガスタービン負荷制御装置を提供することを課題とする。   Therefore, in view of the above circumstances, the present invention is a gas turbine load capable of speeding up the follow-up of the generator output (active power) to the change in the required load setting value even if the time constant of the proportional / integral control is set to be long. It is an object to provide a control device.

上記課題を解決する第1発明のガスタービン負荷制御装置は、要求負荷設定値が増加したしたときには負荷設定値を前記要求負荷設定値に達するまで所定の増加率で徐々に増加させ、前記要求負荷設定値が減少したときには前記負荷設定値を前記要求負荷設定値に達するまで所定の減少率で徐々に減少させる負荷設定手段と、
前記負荷設定値に対するバイアス値として、プラス側バイアス値を設定する第1のバイアス設定手段と、
前記負荷設定値に対するバイアス値として、マイナス側バイアス値とを設定する第2のバイアス設定手段と、
前記要求負荷設定値の増加に応じて前記負荷設定手段にて前記負荷設定値を徐々に増加させているときには、前記負荷設定値に前記プラス側バイアス値を加算することにより発電機の目標出力を設定し、前記要求負荷設定値の減少に応じて前記負荷設定手段にて前記負荷設定値を徐々に減少させているときには、前記負荷設定値から前記マイナス側バイアス値を減算することにより前記目標出力を設定する目標出力設定手段と、
前記目標出力と、発電機出力計測手段で計測される発電機出力との出力偏差を演算する出力偏差演算手段と、
前記出力偏差に基づいて比例・積分演算を行うことにより、前記発電機を回転駆動するガスタービンの燃料の流量制御手段の制御を行う比例・積分制御手段とを有することを特徴とする。
The gas turbine load control device according to the first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problem is to gradually increase the load set value at a predetermined increase rate until the required load set value is reached when the required load set value increases, Load setting means for gradually decreasing the load set value at a predetermined decrease rate until the required load set value is reached when the set value decreases;
First bias setting means for setting a positive bias value as a bias value for the load setting value;
Second bias setting means for setting a negative side bias value as a bias value for the load setting value;
When the load setting value is gradually increased by the load setting means in response to the increase in the required load setting value, the target output of the generator is obtained by adding the plus side bias value to the load setting value. When the load setting value is gradually decreased by the load setting means in accordance with a decrease in the required load setting value, the target output is obtained by subtracting the negative side bias value from the load setting value. Target output setting means for setting
Output deviation calculating means for calculating an output deviation between the target output and the generator output measured by the generator output measuring means;
Proportional / integral control means for controlling the flow rate control means for the fuel of the gas turbine that rotationally drives the generator by performing proportional / integral calculation based on the output deviation.

また、第2発明のガスタービン負荷制御装置は、第1発明のガスタービン負荷制御装置において、
前記第1のバイアス設定手段では、前記プラス側バイアス値を前記負荷設定値の関数とし、
前記第2のバイアス設定手段では、前記マイナス側バイアス値を前記負荷設定値の関数とすることを特徴とする。
Further, the gas turbine load control device of the second invention is the gas turbine load control device of the first invention.
In the first bias setting means, the positive side bias value is a function of the load setting value,
The second bias setting means is characterized in that the minus side bias value is a function of the load setting value.

また、第3発明のガスタービン負荷制御装置は、第1又は第2発明のガスタービン負荷制御装置において、
前記第1のバイアス設定手段では、前記プラス側バイアス値を、前記負荷設定手段にて前記負荷設定値の増加を開始するときに所定の増加率で徐々に零から所定値になるまで増加させ、且つ、前記負荷設定手段にて前記負荷設定値の増加を終了するときに所定の減少率で前記所定値から徐々に零になるまで減少させること、
前記第2のバイアス設定手段では、前記プラス側バイアス値を、前記負荷設定手段にて前記負荷設定値の減少を開始するときに所定の増加率で徐々に零から所定値になるまで増加させ、且つ、前記負荷設定手段にて前記負荷設定値の減少を終了するときに所定の減少率で前記所定値から徐々に零になるまで減少させることを特徴とする。
Moreover, the gas turbine load control device of the third invention is the gas turbine load control device of the first or second invention.
In the first bias setting means, the positive bias value is gradually increased from zero to a predetermined value at a predetermined increase rate when the load setting means starts to increase the load setting value, And, when the load setting means ends the increase of the load set value, the load set means decreases the predetermined value from the predetermined value until it gradually becomes zero,
In the second bias setting means, the positive bias value is gradually increased from zero to a predetermined value at a predetermined increase rate when the load setting means starts to decrease the load setting value, In addition, when the load setting means finishes reducing the load set value, the load set means reduces the load set value from the predetermined value to zero gradually at a predetermined decrease rate.

第1発明のガスタービン負荷制御装置によれば、目標出力設定手段では、負荷設定値をそのまま発電機の目標出力とするのではなく、要求負荷設定値の増加に応じて負荷設定手段にて負荷設定値を徐々に増加させているときには、負荷設定値にプラス側バイアス値を加算することにより発電機の目標出力を設定し、要求負荷設定値の減少に応じて負荷設定手段にて負荷設定値を徐々に減少させているときには、負荷設定値からマイナス側バイアス値を減算することにより発電機の目標出力を設定するため、例えば電力系統の力率変動に対してガスタービンを安定に運転することが可能なように比例・積分制御の時定数を長めに設定しても、要求負荷設定値の増加や減少に対して、発電機出力の追従を速くすることができる。   According to the gas turbine load control device of the first aspect of the invention, the target output setting means does not use the load set value as it is as the target output of the generator, but loads the load setting means according to the increase in the required load set value. When the set value is gradually increased, the target output of the generator is set by adding the positive bias value to the load set value, and the load set value is set by the load setting means according to the decrease in the required load set value. For example, to operate the gas turbine stably against power factor fluctuations in the power system to set the target output of the generator by subtracting the negative bias value from the load setting value. Even if the time constant of proportional / integral control is set so as to be longer, the follow-up of the generator output can be made faster with respect to the increase or decrease of the required load set value.

第2発明のガスタービン負荷制御装置によれば、第1のバイアス設定手段では、プラス側バイアス値を負荷設定値の関数とし、第2のバイアス設定手段では、マイナス側バイアス値を負荷設定値の関数とするため、プラス側バイアス値とマイナス側バイアス値とを、ガスタービン負荷帯(発電機出力)に応じたより適切な値とすることができる。   According to the gas turbine load control device of the second aspect of the invention, the first bias setting means uses the plus side bias value as a function of the load setting value, and the second bias setting means uses the minus side bias value as the load setting value. Since it is a function, the plus side bias value and the minus side bias value can be set to more appropriate values according to the gas turbine load zone (generator output).

第3発明のガスタービン負荷制御装置によれば、第1のバイアス設定手段ではプラス側バイアス値を、負荷設定手段にて負荷設定値の増加を開始するときに所定の増加率で徐々に零から所定値になるまで増加させ、且つ、負荷設定手段にて負荷設定値の増加を終了するときに所定の減少率で所定値から徐々に零になるまで減少させること、また、第2のバイアス設定手段ではプラス側バイアス値を、負荷設定手段にて負荷設定値の減少を開始するときに所定の増加率で徐々に零から所定値になるまで増加させ、且つ、負荷設定手段にて負荷設定値の減少を終了するときに所定の減少率で所定値から徐々に零になるまで減少させることを特徴とするため、プラス側バイアス値やマイナス側バイアス値をステップ状に変化させる場合に比べて、より安定した負荷制御が可能となる。   According to the gas turbine load control device of the third aspect of the invention, the first bias setting means gradually increases the positive bias value from zero at a predetermined increase rate when the load setting means starts increasing the load setting value. Increase until a predetermined value is reached, and when the load setting means finishes increasing the load set value, decrease it from a predetermined value to zero gradually at a predetermined decrease rate, and the second bias setting In the means, the positive bias value is gradually increased from zero to a predetermined value at a predetermined increase rate when the load setting means starts to decrease the load setting means, and the load setting value is increased in the load setting means. When ending the decrease, it is characterized by gradually decreasing from a predetermined value until it becomes zero at a predetermined decreasing rate, so compared to the case where the plus side bias value and the minus side bias value are changed stepwise, Yo Thus enabling stable load control.

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の実施の形態例に係るガスタービン負荷制御装置の構成を示すブロック図、図2は前記ガスタービン負荷制御装置に備えたアナログメモリの機能説明図、図3及び図4は前記ガスタービン負荷制御装置に備えた関数発生器の機能説明図、図5及び図6は前記ガスタービン負荷制御装置に備えたレート付き切替器の機能説明図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a gas turbine load control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a functional explanatory diagram of an analog memory provided in the gas turbine load control device, and FIGS. FIG. 5 and FIG. 6 are functional explanatory diagrams of the rate-equipped switching device provided in the gas turbine load control device.

また、図7は前記ガスタービン負荷制御装置を適用した場合の要求負荷設定値の増加に対するLDSET、目標出力及び発電機出力(実出力)などの変化を個別に示す説明図、図8は前記ガスタービン負荷制御装置を適用した場合の要求負荷設定値の増加に対するLDSET、目標出力及び発電機出力(実出力)の変化をまとめて示す説明図、図9は前記ガスタービン負荷制御装置を適用した場合の要求負荷設定値の減少に対するLDSET、目標出力及び発電機出力(実出力)などの変化を個別に示す説明図、図10は前記ガスタービン負荷制御装置を適用した場合の要求負荷設定値の減少に対するLDSET、目標出力及び発電機出力(実出力)の変化をまとめて示す説明図である。   FIG. 7 is an explanatory diagram individually showing changes in LDSET, target output, generator output (actual output), etc. with respect to an increase in required load set value when the gas turbine load control device is applied, and FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram collectively showing changes in LDSET, target output and generator output (actual output) with respect to an increase in required load set value when a turbine load control device is applied. FIG. 9 is a case where the gas turbine load control device is applied. FIG. 10 is an explanatory diagram individually showing changes in LDSET, target output, generator output (actual output), and the like with respect to a decrease in required load set value. FIG. 10 shows a decrease in required load set value when the gas turbine load control device is applied. It is explanatory drawing which shows collectively the change of LDSET with respect to, target output, and generator output (actual output).

図1に示すように、ガスタービン発電設備ではガスタービン21の回転軸22に発電機23の回転軸14を接続した構成となっている。詳細な図示は省略するが、ガスタービン21はガスタービン本体と圧縮機と燃焼器とを有している。ガスタービン21が起動すると、発電機23がガスタービン21によって回転駆動されることにより発電する。この発電電力は発電機23から図示しない遮断器や変圧器などを介して電力系統へと送電されるが、このときの発電電力(有効電力)の値が有効電力計であるMW変換器25によって計測される。そして、このMW変換器25の計測値(実出力)が、ガスタービン負荷制御装置30へとフィードバックされるようになっている。   As shown in FIG. 1, the gas turbine power generation facility has a configuration in which a rotating shaft 14 of a generator 23 is connected to a rotating shaft 22 of a gas turbine 21. Although detailed illustration is omitted, the gas turbine 21 includes a gas turbine main body, a compressor, and a combustor. When the gas turbine 21 is activated, the generator 23 is rotationally driven by the gas turbine 21 to generate power. The generated power is transmitted from the generator 23 to the power system via a circuit breaker, a transformer, etc. (not shown). The value of the generated power (active power) at this time is converted by the MW converter 25 which is an active wattmeter. It is measured. The measured value (actual output) of the MW converter 25 is fed back to the gas turbine load control device 30.

また、ガスタービン21の燃焼器にはガスタービン燃料の流量制御手段として、燃料制御弁26が接続されており、図示しない燃料タンクなどの燃料供給設備から送られてくる気体又は液体などのガスタービン燃料が、燃料制御弁26で流量制御されて燃焼器へ供給されるようになっている。そして、この燃料制御弁26の開閉制御(供給燃料量の制御)が、ガスタービン負荷制御装置30によって行われる。   Further, a fuel control valve 26 is connected to the combustor of the gas turbine 21 as a gas turbine fuel flow control means, and a gas turbine such as gas or liquid sent from a fuel supply facility such as a fuel tank (not shown). The fuel is supplied to the combustor after the flow rate is controlled by the fuel control valve 26. Then, the gas turbine load control device 30 performs opening / closing control of the fuel control valve 26 (control of the supplied fuel amount).

ガスタービン負荷制御装置30は偏差演算器(減算器)31,44、ハイ/ロウモニタ(比較器)32,33、アナログメモリ34、関数発生器35,36、レート付き切替器37,38、シグナルジェネレータ39,40、加算器41、減算器42、PI制御器44を有してなるものである。偏差演算器31、ハイ/ロウモニタ32,33及びアナログメモリ34は負荷設定手段として機能し、関数発生器35、シグナルジェネレータ39及びレート付き切替器37は第1のバイアス設定手段として機能し、関数発生器36、シグナルジェネレータ40及びレート付き切替器38は第2のバイアス設定手段として機能し、加算器41及び減算器42は目標出力設定手段として機能し、偏差演算器43は出力偏差演算手段として機能し、PI制御器44は比例・積分制御手段として機能する。なお、これらのガスタービン負荷制御装置30の各機能はソフトウエアで構成してコンピュータで実行するが、これに限定するものではなく、ハードウエアで構成してもよい。   The gas turbine load control device 30 includes deviation calculators (subtractors) 31 and 44, high / low monitors (comparators) 32 and 33, an analog memory 34, function generators 35 and 36, rate-changers 37 and 38, a signal generator. 39, 40, an adder 41, a subtractor 42, and a PI controller 44. Deviation calculator 31, high / low monitors 32 and 33 and analog memory 34 function as load setting means, function generator 35, signal generator 39 and rate-equipped switching device 37 function as first bias setting means, and function generation 36, the signal generator 40 and the rate-equipped switch 38 function as second bias setting means, the adder 41 and subtractor 42 function as target output setting means, and the deviation calculator 43 functions as output deviation calculating means. The PI controller 44 functions as a proportional / integral control means. In addition, although each function of these gas turbine load control apparatuses 30 is comprised with software, and is performed with a computer, it is not limited to this, You may comprise with hardware.

偏差演算器31は要求負荷設定手段としての図示しない中央給電センター(上位コンピュータ)から送られてくる要求負荷設定値(指令)と、アナログメモリ34の出力であるLDSET(負荷設定値)との偏差(負荷設定偏差=要求負荷設定値−LDSET)を演算する。なお、要求負荷設定手段は、必ずしも中央給電センター(上位コンピュータ)に限定するものではなく、その他のものであってもよい。例えばガスタービン発電設備に設けた負荷設定器などであってもよい。   The deviation calculator 31 is a deviation between a required load setting value (command) sent from a central power supply center (upper computer) (not shown) as required load setting means and LDSET (load setting value) as an output of the analog memory 34. (Load setting deviation = Requested load setting value−LDSET) is calculated. The required load setting means is not necessarily limited to the central power supply center (higher computer), but may be other ones. For example, a load setting device provided in a gas turbine power generation facility may be used.

ハイ/ロウモニタ32では要求負荷設定値の増加した際、LDSETが増加して当該要求負荷設定値に達したか否かを判定する。具体的には、ハイ/ロウモニタ32では前記負荷設定偏差が0.1MW以上(負荷設定偏差≧0.1MW)であるか否かを判定し、0.1MW以上であると判定した場合には、アナログメモリ34に対してLDSET増指令を出力し、且つ、レート付き切替器37に対してプラス側バイアス切替指令SW1(ON)を出力する。即ち、LDSET増指令は前記負荷設定偏差が0.1MW以上となったときにONとなり、前記負荷設定偏差が0.1MWよりも小さくなったときにOFFとなる。また、プラス側バイアス切替指令SW1は前記負荷設定偏差が0.1MW以上となったときにONとなり、前記負荷設定偏差が0.1MWよりも小さくなったときにOFFとなる。なお、ここでは判定値を0.1MWとしているが、これに限定するものではなく、0.1MWよりも小さい値や大きい値などを適宜設定することができる。   When the required load set value increases, the high / low monitor 32 determines whether or not LDSET has increased to reach the required load set value. Specifically, the high / low monitor 32 determines whether or not the load setting deviation is 0.1 MW or more (load setting deviation ≧ 0.1 MW), and if it is determined that the load setting deviation is 0.1 MW or more, An LDSET increase command is output to the analog memory 34, and a plus side bias switching command SW1 (ON) is output to the rate changer 37. That is, the LDSET increase command is turned ON when the load setting deviation is 0.1 MW or more, and turned OFF when the load setting deviation is smaller than 0.1 MW. The plus side bias switching command SW1 is turned on when the load setting deviation is 0.1 MW or more, and turned off when the load setting deviation is smaller than 0.1 MW. Although the determination value is 0.1 MW here, the determination value is not limited to this, and a value smaller or larger than 0.1 MW can be set as appropriate.

ハイ/ロウモニタ33では要求負荷設定値の減少した際、LDSETが減少して当該要求負荷設定値に達したか否かを判定する。具体的には、ハイ/ロウモニタ33では前記負荷設定偏差が−0.1MW以下(負荷設定偏差≦−0.1MW)であるか否かを判定し、−0.1MW以下であると判定した場合には、アナログメモリ34に対してLDSET減指令を出力し、レート付き切替器37に対してマイナス側バイアス切替指令SW2(ON)を出力する。即ち、LDSET減指令は前記負荷設定偏差が−0.1MW以下となったときにONとなり、前記負荷設定偏差が−0.1MWよりも大きくなったときにOFFとなる。また、マイナス側バイアス切替指令SW2は前記負荷設定偏差が−0.1MW以下となったときにONとなり、前記負荷設定偏差が−0.1MWよりも大きくなったときにOFFとなる。なお、ここでは判定値を−0.1MWとしているが、これに限定するものではなく、−0.1MWよりも小さい値や大きい値などを適宜設定することができる。   When the required load set value decreases, the high / low monitor 33 determines whether or not LDSET has decreased to reach the required load set value. Specifically, the high / low monitor 33 determines whether or not the load setting deviation is −0.1 MW or less (load setting deviation ≦ −0.1 MW), and determines that the load setting deviation is −0.1 MW or less. In this case, an LDSET decrease command is output to the analog memory 34, and a minus side bias switching command SW2 (ON) is output to the rate switching device 37. That is, the LDSET reduction command is turned on when the load setting deviation is −0.1 MW or less, and is turned off when the load setting deviation is larger than −0.1 MW. Further, the minus side bias switching command SW2 is turned ON when the load setting deviation becomes −0.1 MW or less, and turned OFF when the load setting deviation becomes larger than −0.1 MW. Here, the determination value is set to −0.1 MW, but the determination value is not limited to this, and a value smaller or larger than −0.1 MW can be set as appropriate.

アナログメモリ34では、図2に例示するようにハイ/ロウモニタ32からLDSET増指令を入力すると(LDSET増指令がONになると)LDSETの増加を開始し、LDSET増指令を入力し続けている間(LDSET増指令がONの間)はLDSETを所定の増加率(例えば10MW/分)で徐々に増加させ、ハイ/ロウモニタ12からLDSET増指令を入力しなくなると(LDSET増指令がOFFになると)LDSETの増加を停止する。また、アナログメモリ34では、図2に例示するようにハイ/ロウモニタ33からLDSET減指令を入力すると(LDSET減指令がONになると)LDSETの減少を開始し、LDSET減指令を入力し続けている間(LDSET減指令がONの間)はLDSETを所定の減少率で徐々に減少させ、ハイ/ロウモニタ33からLDSET減指令を入力しなくなると(LDSET減指令がOFFになると)LDSETの減少を停止する。   In the analog memory 34, when an LDSET increase command is input from the high / low monitor 32 as illustrated in FIG. 2 (when the LDSET increase command is turned ON), an increase in LDSET is started and the LDSET increase command is continuously input ( While the LDSET increase command is ON), LDSET is gradually increased at a predetermined increase rate (for example, 10 MW / min), and when the LDSET increase command is not input from the high / low monitor 12 (when the LDSET increase command is turned OFF), LDSET Stop increasing. Further, in the analog memory 34, when an LDSET decrease command is input from the high / low monitor 33 as illustrated in FIG. 2 (when the LDSET decrease command is turned ON), the decrease of the LDSET is started and the LDSET decrease command is continuously input. During the interval (while the LDSET decrease command is ON), the LDSET is gradually decreased at a predetermined decrease rate, and when the LDSET decrease command is not input from the high / low monitor 33 (when the LDSET decrease command is turned OFF), the decrease in LDSET is stopped. To do.

このようにアナログメモリ34を用いてLDSETを徐々に増加又は減少させるのは、従来と同様、急激に要求負荷設定値が変化しても、ガスタービン21の許容可能な変化率でLDSETを変化させるためである。要求負荷設定値の急激な変化に応じてLDSETも急激に変化させると、ガスタービン21の出力が急激に変化してガスタービン21の損傷などを招くおそれがある。なお、アナログメモリ34におけるLDSETの増加率と減少率は、同じでも異なっていてもよく、ガスタービン発電設備ごとにそれぞれ最適な値を適宜設定すればよい。   As described above, gradually increasing or decreasing the LDSET using the analog memory 34 in this manner causes the LDSET to change at an allowable change rate of the gas turbine 21 even if the required load set value changes abruptly. Because. If the LDSET is also changed abruptly in response to a sudden change in the required load set value, the output of the gas turbine 21 may change abruptly, resulting in damage to the gas turbine 21 and the like. Note that the increase rate and decrease rate of LDSET in the analog memory 34 may be the same or different, and an optimal value may be set as appropriate for each gas turbine power generation facility.

そして、アナログメモリ34で設定されたLDSETは、そのまま発電機23の目標出力とするではなく、これにバイアスを加えたものを発電機23の目標出力とするため、加算器41と関数発生器35と関数発生器36とにそれぞれ出力される。   Then, the LDSET set in the analog memory 34 is not directly used as the target output of the generator 23, but is added with a bias as a target output of the generator 23. Therefore, the adder 41 and the function generator 35 are used. And the function generator 36, respectively.

関数発生器35では、図3に例示するようにアナログメモリ34から出力されるLDSETの増加に応じて増加する所定値を、プラス側バイアス値として設定する。図3の例では、関数発生器35は、LDSETが0MWから最大負荷設定値(図示例では240MW)まで増加するのに対応して1MWから2MWまで増加させている。即ち、プラス側バイアス値は一定値ではなく、LDSETの関数となっている。このようにプラス側バイアス値をLDSETの関数とするのは、適切なプラス側バイアス値が、ガスタービン負荷帯(発電機出力)に応じて異なるためである。シグナルジェネレータ39では零(S=0)を設定している。   In the function generator 35, as illustrated in FIG. 3, a predetermined value that increases in accordance with an increase in LDSET output from the analog memory 34 is set as a positive bias value. In the example of FIG. 3, the function generator 35 increases the LDSET from 1 MW to 2 MW in response to the increase in LDSET from 0 MW to the maximum load setting value (240 MW in the illustrated example). That is, the positive side bias value is not a constant value but a function of LDSET. The reason why the plus side bias value is used as a function of LDSET is that the appropriate plus side bias value varies depending on the gas turbine load zone (generator output). In the signal generator 39, zero (S = 0) is set.

関数発生器36では、図4に例示するようにアナログメモリ34から出力されるLDSETの減少に応じて減少する所定値を、マイナス側バイアス値として設定する。図4の例では、関数発生器36は、LDSETが最大負荷設定値(図示例では240MW)から0MWまで減少するのに対応して2MWから1MWまで減少させている。即ち、マイナス側バイアス値は一定値ではなく、LDSETの関数となっている。このようにマイナス側バイアス値をLDSETの関数とするのは、適切なマイナス側バイアス値が、ガスタービン負荷帯(発電機出力)に応じて異なるためである。シグナルジェネレータ40では零(S=0)を設定している。   In the function generator 36, as illustrated in FIG. 4, a predetermined value that decreases in accordance with a decrease in LDSET output from the analog memory 34 is set as a negative side bias value. In the example of FIG. 4, the function generator 36 reduces the LDSET from 2 MW to 1 MW in response to the decrease in the LDSET from the maximum load setting value (240 MW in the illustrated example) to 0 MW. That is, the minus side bias value is not a constant value but a function of LDSET. The reason why the negative side bias value is used as a function of LDSET in this manner is that the appropriate negative side bias value varies depending on the gas turbine load zone (generator output). In the signal generator 40, zero (S = 0) is set.

なお、プラス側バイアス値及びマイナス側バイアス値は、勿論1〜2MWに限定するものではなく、要求負荷設定値の変化に対する発電機出力の追従性向上の程度(どの程度速く追従させるか)や負荷制御の安定性などを考慮して、それぞれのガスタービン発電設備に最適な値を計算や試運転などにより適宜設定すればよい。また、プラス側バイアス値とマイナス側バイアス値は、図3及び図4に示す例では同じ値であり、且つ、LDSETの増減に応じて直線的に増減しているが、これに限定するものではなく、異なる値であってもよく、LDSETの増減に応じた増減のしかたが直線的でなくてもよい。   Of course, the positive side bias value and the negative side bias value are not limited to 1 to 2 MW, but the degree of improvement in the followability of the generator output with respect to the change in the required load setting value (how fast it should follow) and the load In consideration of control stability, the optimum value for each gas turbine power generation facility may be set as appropriate by calculation or trial operation. Further, the plus side bias value and the minus side bias value are the same values in the examples shown in FIGS. 3 and 4 and linearly increase / decrease in accordance with the increase / decrease of LDSET, but the present invention is not limited to this. There may be different values, and the method of increasing / decreasing according to the increase / decrease of LDSET may not be linear.

レート付き切替器37では、加算器41への出力として関数発生器35の出力を選択するか、シグナルジェネレータ39の出力を選択するかの切り替えを行う。即ち、レート付き切替器37では、ハイ/ロウモニタ32から入力するプラス側バイアス切替指令SW1がONのときには関数発生器35側に切り替えて、関数発生器35の出力を加算器41へ出力し、前記プラス側バイアス切替指令SW1がOFFのときにはシグナルジェネレータ39側に切り替えて、シグナルジェネレータ39の出力を加算器41へ出力する。   In the rate switching device 37, the output of the function generator 35 or the output of the signal generator 39 is selected as the output to the adder 41. That is, when the plus side bias switching command SW1 input from the high / low monitor 32 is ON, the rate switching unit 37 switches to the function generator 35 side and outputs the output of the function generator 35 to the adder 41. When the plus side bias switching command SW1 is OFF, the signal generator 39 is switched to the output side, and the output of the signal generator 39 is output to the adder 41.

また、レート付き切替器37はレート付きであるため、プラス側バイアス値を、アナログメモリ34にてLDSETの増加を開始するときに所定の増加率で徐々に零から所定値になるまで増加させ、且つ、アナログメモリ34にてLDSETの増加を終了するときに所定の減少率で前記所定値から徐々に零になるまで減少させる。   Further, since the rate switch 37 is rate-added, the positive side bias value is gradually increased from zero to a predetermined value at a predetermined increase rate when starting to increase LDSET in the analog memory 34, In addition, when the increase in LDSET is finished in the analog memory 34, the analog memory 34 is decreased from the predetermined value to zero gradually at a predetermined decrease rate.

具体的には、図5に例示するように、要求負荷設定値が増加してハイ/ロウモニタ32からLDSET増指令が出力される(ONとなる)ことにより、アナログメモリ34にてLDSETの増加を開始するときには、当該LDSET増指令と同時にハイ/ロウモニタ32から出力されるプラス側バイアス切替指令SW1もONになるため、レート付き切替器37では、加算器41への出力をシグナルジェネレータ39の出力(図中のSG(S=0))から関数発生器35の出力(図中のFX)へと切り替えるが、このときにプラス側バイアス値をステップ状に増加させるのではなく、所定の増加率で徐々に零(シグナルジェネレータ39の出力値)から所定値(関数発生器35の出力値)になるまで増加させる。また、LDSETが要求負荷設定値に達してハイ/ロウモニタ32からのLDSET増指令がOFFになることにより、アナログメモリ34にてLDSETの増加を終了するときには、当該LDSET増指令と同時にハイ/ロウモニタ32から出力されるプラス側バイアス切替指令SW1もOFFになるため、レート付き切替器37では、加算器41への出力を関数発生器35の出力(図中のFX)からシグナルジェネレータ39の出力(図中のSG(S=0))へと切り替えるが、このときにプラス側バイアス値をステップ状に減少させるのではなく、所定の減少率で徐々に所定値(関数発生器35の出力値)から零(シグナルジェネレータ39の出力値)になるまで減少させる。なお、このレート付き切替器37の具体的なレート(増加率及び減少率)は、負荷制御の安定性などを考慮してそれぞれのガスタービン発電設備に最適な値を計算や試運転などによって適宜設定すればよい。   Specifically, as illustrated in FIG. 5, when the required load set value increases and the high / low monitor 32 outputs an LDSET increase command (turns ON), the analog memory 34 increases the LDSET. When starting, since the plus side bias switching command SW1 output from the high / low monitor 32 simultaneously with the LDSET increase command is also turned ON, the rate switch 37 switches the output from the signal generator 39 to the output of the adder 41 ( Switching from SG (S = 0) in the figure to the output of the function generator 35 (FX in the figure), but at this time, the positive side bias value is not increased stepwise but at a predetermined rate of increase. Gradually increase from zero (output value of the signal generator 39) to a predetermined value (output value of the function generator 35). In addition, when the LDSET reaches the required load setting value and the LDSET increase command from the high / low monitor 32 is turned OFF, when the increase of LDSET is finished in the analog memory 34, the high / low monitor 32 is simultaneously with the LDSET increase command. Since the plus-side bias switching command SW1 output from is also turned OFF, the rate-switching device 37 changes the output to the adder 41 from the output of the function generator 35 (FX in the figure) to the output of the signal generator 39 (see FIG. However, the positive bias value is not decreased stepwise, but gradually from a predetermined value (output value of the function generator 35) at a predetermined decrease rate. Decrease until zero (output value of signal generator 39). Note that the specific rate (increase rate and decrease rate) of the switch 37 with rate is appropriately set by calculation, trial operation, etc. in consideration of the stability of load control and the like. do it.

レート付き切替器38では、減算器42への出力として関数発生器36の出力を選択するか、シグナルジェネレータ40の出力を選択するかの切り替えを行う。即ち、レート付き切替器38では、ハイ/ロウモニタ33から入力するマイナス側バイアス切替指令SW2がONのときには関数発生器36側に切り替えて、関数発生器36の出力を減算器42へ出力し、前記マイナス側バイアス切替指令SW2がOFFのときにはシグナルジェネレータ40側に切り替えて、シグナルジェネレータ40の出力を減算器42へ出力する。   The rate switching unit 38 switches whether the output of the function generator 36 or the output of the signal generator 40 is selected as the output to the subtracter 42. That is, when the negative side bias switching command SW2 input from the high / low monitor 33 is ON, the rate switching unit 38 switches to the function generator 36 side and outputs the output of the function generator 36 to the subtractor 42. When the minus side bias switching command SW2 is OFF, switching to the signal generator 40 side is performed, and the output of the signal generator 40 is output to the subtractor 42.

また、レート付き切替器38はレート付きであるため、マイナス側バイアス値を、アナログメモリ34にてLDSETの減少を開始するときに所定の増加率で徐々に零から所定値になるまで増加させ、且つ、アナログメモリ34にてLDSETの減少を終了するときに所定の減少率で前記所定値から徐々に零になるまで減少させる。   Further, since the rate switch 38 is rate-added, the negative bias value is gradually increased from zero to a predetermined value at a predetermined increase rate when starting the decrease of LDSET in the analog memory 34, When the analog memory 34 finishes reducing the LDSET, the analog memory 34 decreases the predetermined value from the predetermined value to zero.

具体的には、図6に例示するように、要求負荷設定値が減少してハイ/ロウモニタ33からLDSET減指令が出力される(ONとなる)ことにより、アナログメモリ34にてLDSETの減少を開始するときには、当該LDSET減指令と同時にハイ/ロウモニタ33から出力されるマイナス側バイアス切替指令SW2もONになるため、レート付き切替器38では、減算器42への出力をシグナルジェネレータ40の出力(図中のSG(S=0))から関数発生器36の出力(図中のFX)へと切り替えるが、このときにマイナス側バイアス値をステップ状に増加させるのではなく、所定の増加率で徐々に零(シグナルジェネレータ40の出力値)から所定値(関数発生器36の出力値)になるまで増加させる。また、LDSETが要求負荷設定値に達してハイ/ロウモニタ33からのLDSET減指令がOFFになることにより、アナログメモリ34にてLDSETの減少を終了するときには、当該LDSET減指令と同時にハイ/ロウモニタ33から出力されるマイナス側バイアス切替指令SW2もOFFになるため、レート付き切替器38では、減算器42への出力を関数発生器36の出力(図中のFX)からシグナルジェネレータ40の出力(図中のSG(S=0))へと切り替えるが、このときにマイナス側バイアス値をステップ状に減少させるのではなく、所定の減少率で徐々に所定値(関数発生器36の出力値)から零(シグナルジェネレータ40の出力値)になるまで減少させる。なお、このレート付き切替器38の具体的なレート(増加率及び減少率)も、負荷制御の安定性などを考慮してそれぞれのガスタービン発電設備に最適な値を計算や試運転などによって適宜設定すればよい。   Specifically, as illustrated in FIG. 6, when the required load set value decreases and the LDSET decrease command is output from the high / low monitor 33 (turns ON), the analog memory 34 reduces the LDSET. When starting, since the minus side bias switching command SW2 output from the high / low monitor 33 is also turned ON simultaneously with the LDSET decrease command, the rate-change switch 38 outputs the output to the subtractor 42 (the output of the signal generator 40 ( The SG (S = 0) in the figure is switched to the output of the function generator 36 (FX in the figure). At this time, the negative bias value is not increased stepwise but at a predetermined rate of increase. Gradually increase from zero (output value of the signal generator 40) to a predetermined value (output value of the function generator 36). When the LDSET reaches the required load setting value and the LDSET reduction command from the high / low monitor 33 is turned OFF, when the analog memory 34 finishes reducing the LDSET, the high / low monitor 33 is simultaneously with the LDSET reduction command. Since the minus side bias switching command SW2 output from is also turned off, the rate switching unit 38 changes the output to the subtractor 42 from the output of the function generator 36 (FX in the figure) to the output of the signal generator 40 (in the figure). However, the negative bias value is not decreased stepwise, but gradually from a predetermined value (output value of the function generator 36) at a predetermined decrease rate. Decrease until zero (output value of signal generator 40). Note that the specific rate (increase rate and decrease rate) of the rate switching unit 38 is also set appropriately by calculation, trial operation, etc. in consideration of the stability of load control and the like. do it.

加算器41では、アナログメモリ34から出力されるLDSETにレート付き切替器37から出力されるプラス側バイアス値を加算することによって発電機23の目標出力を設定する。減算器43では、加算器41からの出力値、即ちアナログメモリ34から出力されるLDSETから、レート付き切替器38から出力されるマイナス側バイアス値を減算することによって発電機23の目標出力を設定する。なお、ハイ/ロウモニタ32のプラス側バイアス切替指令SW1と、ハイ/ロウモニタ33のマイナス側バイアス切替指令SW2とが同時にONになることはなく、レート付き切替器37における関数発生器35側への切り替えと、レート付き切替器38における関数発生器36側への切り替えとが同時に行われることはないため、LDSETに対して、加算器41で関数発生器35の出力(プラス側バイアス値)を加算することと、減算器42で関数発生器36の出力(マイナス側バイアス値)を減算することとが同時に行われることはない。   The adder 41 sets the target output of the generator 23 by adding the positive side bias value output from the rate-equipped switch 37 to the LDSET output from the analog memory 34. In the subtracter 43, the target output of the generator 23 is set by subtracting the negative side bias value output from the rate switch 38 from the output value from the adder 41, that is, LDSET output from the analog memory 34. To do. It should be noted that the plus side bias switching command SW1 of the high / low monitor 32 and the minus side bias switching command SW2 of the high / low monitor 33 are not simultaneously turned on, and the switching to the function generator 35 side in the rate switching device 37 is performed. And the switching to the function generator 36 side in the rate switching unit 38 are not performed at the same time, so the adder 41 adds the output (plus bias value) of the function generator 35 to the LDSET. And the subtracter 42 does not subtract the output (minus bias value) of the function generator 36 at the same time.

偏差演算器43では、加算器41又は減算器42で設定される発電機23の目標出力(LDSETにバイアスを加えたもの)と、MW変換器25で計測される発電機出力(有効電力)との偏差(出力偏差=目標出力−発電機出力)を演算する。   In the deviation calculator 43, the target output of the generator 23 set by the adder 41 or the subtracter 42 (LDSET plus a bias), the generator output (active power) measured by the MW converter 25, and Deviation (output deviation = target output-generator output) is calculated.

そして、PI制御器44では、偏差演算器43で演算される出力偏差に基づいて比例・積分演算を行うことにより、燃料制御弁26の開度制御を行う。即ち、目標出力が発電機出力(実出力)よりも大きければ、燃料制御弁26の開度を大きくしてガスタービン21(燃焼器)への供給燃料量を増やすことにより、ガスタービン出力を増加させて発電機出力(実出力)を増加させる(発電機出力を目標出力に一致させる)。また、目標出力が発電機出力(実出力)よりも小さければ、燃料制御弁26の開度を小さくしてガスタービン1(燃焼器)への供給燃料量を減らすことにより、ガスタービン出力を減少させて発電機出力(実出力)を減少させる(発電機出力を目標出力に一致させる)。なお、偏差演算器44におけるKは比例ゲイン、sはラプラス演算子、Tは比例・積分制御の時定数(積分時定数)、1/Tは積分ゲインである。   The PI controller 44 controls the opening of the fuel control valve 26 by performing proportional / integral calculation based on the output deviation calculated by the deviation calculator 43. That is, if the target output is larger than the generator output (actual output), the gas turbine output is increased by increasing the opening of the fuel control valve 26 and increasing the amount of fuel supplied to the gas turbine 21 (combustor). To increase the generator output (actual output) (make the generator output coincide with the target output). Further, if the target output is smaller than the generator output (actual output), the gas turbine output is reduced by reducing the amount of fuel supplied to the gas turbine 1 (combustor) by reducing the opening of the fuel control valve 26. To reduce the generator output (actual output) (make the generator output coincide with the target output). In the deviation calculator 44, K is a proportional gain, s is a Laplace operator, T is a time constant (integral time constant) of proportional / integral control, and 1 / T is an integral gain.

具体例を示すと、例えば図7及び図8に例示するように時刻T1までは要求負荷設定値とLDSETと目標出力と発電機出力(実出力)とが一致しており、時刻T1において中央給電センターからの指令により要求負荷設定値がステップ状に増加(図示例でが100MWから200MWに増加)した場合、偏差演算器31で演算される要求負荷設定値とLDSETとの偏差が0.1MW以上となるため、ハイ/ロウモニタ32からアナログメモリ34へLDSET増指令が出力される(LDSET増指令がONになる)。その結果、アナログメモリ34によりLDSETが、時刻T1から、時刻T3において要求負荷設定値(200MW)に達するまで(負荷設定偏差が0.1MWよりも小さくなってLDSET増指令がOFFになるまで)、所定の増加率で徐々に増加する。   Specifically, as illustrated in FIGS. 7 and 8, for example, the required load set value, the LDSET, the target output, and the generator output (actual output) coincide with each other until time T1. When the required load set value increases stepwise (in the example shown from 100 MW to 200 MW) in response to a command from the center, the deviation between the required load set value calculated by the deviation calculator 31 and LDSET is 0.1 MW or more. Therefore, the LDSET increase command is output from the high / low monitor 32 to the analog memory 34 (the LDSET increase command is turned ON). As a result, the analog memory 34 causes LDSET to reach the required load setting value (200 MW) at time T3 from time T1 (until the load setting deviation becomes smaller than 0.1 MW and the LDSET increase command is turned OFF). It gradually increases at a predetermined rate of increase.

この場合、時刻T1においてハイ/ロウモニタ32から出力されるプラス側バイアス切替指令SW1がONになるため、レート付き切替器37では加算器41への出力をシグナルジェネレータ39の出力から関数発生器35の出力へ切り替える。その結果、レート付き切替器37から出力されるプラス側バイアス値が、零(シグナルジェネレータ39の出力値)から所定値(関数発生器35の出力値)まで所定の増加率で徐々に増加する(時刻T2まで増加する)。その後、時刻T3においてプラス側バイアス切替指令SW1がOFFになると、レート付き切替器37では加算器41への出力を関数発生器35の出力からシグナルジェネレータ39の出力へ切り替える。その結果、レート付き切替器37から出力されるプラス側バイアス値が、所定値(関数発生器35の出力値)から零(シグナルジェネレータ39の出力値)まで所定の減少率で徐々に減少する(時刻T4まで減少する)。   In this case, since the positive side bias switching command SW1 output from the high / low monitor 32 is turned on at time T1, the rate switching unit 37 sends the output to the adder 41 from the output of the signal generator 39 to the function generator 35. Switch to output. As a result, the positive side bias value output from the rate changer 37 gradually increases from zero (the output value of the signal generator 39) to a predetermined value (the output value of the function generator 35) at a predetermined increase rate ( Increases until time T2). Thereafter, when the plus-side bias switching command SW1 is turned OFF at time T3, the rate switch 37 switches the output to the adder 41 from the output of the function generator 35 to the output of the signal generator 39. As a result, the positive side bias value output from the rate switching device 37 gradually decreases at a predetermined decrease rate from a predetermined value (output value of the function generator 35) to zero (output value of the signal generator 39) ( Decrease until time T4).

そして、このときのプラス側バイアス値が、加算器41にてLDSETに加算されることにより発電機23の目標出力が設定される。続いて、この目標出力と発電機出力(有効電力)との出力偏差が偏差演算器43で演算され、この出力偏差に基づいてPI制御器44で比例・積分演算が行われ、この比例・積分演算の結果に基づいて燃料制御弁26が作動する(燃料制御弁26の弁開度が増加する)。その結果、ガスタービン21への供給燃料量が増加してガスタービン出力が増加することより、発電機出力(有効電力)が増加し、最終的には発電機出力(有効電力)を目標出力(要求負荷設定値)に一致させることができる。   Then, the plus side bias value at this time is added to LDSET by the adder 41, whereby the target output of the generator 23 is set. Subsequently, an output deviation between the target output and the generator output (active power) is calculated by the deviation calculator 43, and a proportional / integral calculation is performed by the PI controller 44 based on the output deviation. Based on the calculation result, the fuel control valve 26 operates (the valve opening of the fuel control valve 26 increases). As a result, the amount of fuel supplied to the gas turbine 21 increases and the gas turbine output increases, so that the generator output (active power) increases, and finally the generator output (active power) is set to the target output ( The required load setting value) can be matched.

また、図9及び図10に例示するように時刻T1までは要求負荷設定値とLDSETと目標出力と発電機出力(実出力)とが一致しており、時刻T1において中央給電センターからの指令により要求負荷設定値がステップ状に減少(図示例では200MWから100MWに減少)した場合、偏差演算器31で演算される要求負荷設定値とLDSETとの偏差が−0.1MW以下となるため、ハイ/ロウモニタ33からアナログメモリ34へLDSET減指令が出力される(LDSET減指令がONになる)。その結果、アナログメモリ34によりLDSETが、時刻T1から、時刻T3において要求負荷設定値(200MW)に達するまで(負荷設定偏差が−0.1MWよりも大きくなってLDSET減指令がOFFになるまで)、所定の減少率で徐々に減少する。   Further, as illustrated in FIG. 9 and FIG. 10, the required load set value, LDSET, target output, and generator output (actual output) coincide with each other until time T1, and at time T1, according to a command from the central power feeding center. When the required load set value decreases stepwise (in the example shown, from 200 MW to 100 MW), the deviation between the required load set value calculated by the deviation calculator 31 and LDSET is −0.1 MW or less. / The LDSET reduction command is output from the low monitor 33 to the analog memory 34 (the LDSET reduction command is turned ON). As a result, the analog memory 34 causes LDSET to reach the required load setting value (200 MW) at time T3 from time T1 (until the load setting deviation becomes larger than −0.1 MW and the LDSET reduction command is turned OFF). , Gradually decrease at a predetermined decrease rate.

この場合、時刻T1においてハイ/ロウモニタ33から出力されるマイナス側バイアス切替指令SW2がONになるため、レート付き切替器38では減算器42への出力をシグナルジェネレータ40の出力から関数発生器36の出力へ切り替える。その結果、レート付き切替器38から出力されるマイナス側バイアス値が、零(シグナルジェネレータ40の出力値)から所定値(関数発生器36の出力値)まで所定の増加率で徐々に増加する(時刻T2まで増加する)。その後、時刻T3においてマイナス側バイアス切替指令SW2がOFFになると、レート付き切替器38では減算器42への出力を関数発生器36の出力からシグナルジェネレータ40の出力へ切り替える。その結果、レート付き切替器38から出力されるマイナス側バイアス値が、所定値(関数発生器36の出力値)から零(シグナルジェネレータ40の出力値)まで所定の減少率で徐々に減少する(時刻T4まで減少する)。   In this case, since the minus side bias switching command SW2 output from the high / low monitor 33 is turned on at the time T1, the rate switch 38 outputs the output to the subtractor 42 from the output of the signal generator 40 to the function generator 36. Switch to output. As a result, the negative side bias value output from the rate changer 38 gradually increases at a predetermined increase rate from zero (the output value of the signal generator 40) to a predetermined value (the output value of the function generator 36) ( Increases until time T2). Thereafter, when the minus-side bias switching command SW2 is turned OFF at time T3, the rate switch 38 switches the output to the subtractor 42 from the output of the function generator 36 to the output of the signal generator 40. As a result, the negative side bias value output from the rate-equipped switch 38 gradually decreases at a predetermined decrease rate from a predetermined value (output value of the function generator 36) to zero (output value of the signal generator 40) ( Decrease until time T4).

そして、このときのマイナス側バイアス値が、減算器42にてLDSETから減算されることにより発電機23の目標出力が設定される。続いて、この目標出力と発電機出力(有効電力)との出力偏差が偏差演算器43で演算され、この出力偏差に基づいてPI制御器44で比例・積分演算が行われ、この比例・積分演算の結果に基づいて燃料制御弁26が作動する(燃料制御弁26の弁開度が減少する)。その結果、ガスタービン21への供給燃料量が減少してガスタービン出力が減少することより、発電機出力(有効電力)が減少し、最終的には発電機出力(有効電力)を目標出力(要求負荷設定値)に一致させることができる。   Then, the minus side bias value at this time is subtracted from the LDSET by the subtractor 42, whereby the target output of the generator 23 is set. Subsequently, an output deviation between the target output and the generator output (active power) is calculated by the deviation calculator 43, and a proportional / integral calculation is performed by the PI controller 44 based on the output deviation. Based on the calculation result, the fuel control valve 26 operates (the valve opening of the fuel control valve 26 decreases). As a result, the amount of fuel supplied to the gas turbine 21 decreases and the gas turbine output decreases, so that the generator output (active power) decreases, and finally the generator output (active power) is set to the target output ( The required load setting value) can be matched.

以上のように、本実施の形態例のガスタービン負荷制御装置30によれば、目標出力設定手段(加算器41、減算器42)では、LDSETをそのまま発電機23の目標出力とするのではなく、要求負荷設定手段から入力する要求負荷設定値の増加に応じて負荷設定手段(偏差演算器31、ハイ/ロウモニタ32,33、アナログメモリ34)にて負荷設定値を徐々に増加させているときには、LDSETにプラス側バイアス値を加算することにより発電機23の目標出力を設定し、要求負荷設定値の減少に応じて負荷設定手段にて負荷設定値を徐々に減少させているときには、LDSETからマイナス側バイアス値を減算することにより発電機23の目標出力を設定するため、例えば電力系統の力率変動に対してガスタービン21を安定に運転することが可能なように比例・積分制御の時定数Tを長めに設定しても、要求負荷設定値の増加や減少に対して、発電機出力の追従を速くすることができる。   As described above, according to the gas turbine load control device 30 of the present embodiment, the target output setting means (adder 41, subtractor 42) does not directly set LDSET as the target output of the generator 23. When the load setting value is gradually increased by the load setting means (deviation calculator 31, high / low monitors 32, 33, analog memory 34) in response to an increase in the required load setting value input from the required load setting means. When the target output of the generator 23 is set by adding the plus side bias value to LDSET and the load setting value is gradually decreased by the load setting means in accordance with the decrease in the required load setting value, Since the target output of the generator 23 is set by subtracting the negative side bias value, for example, the gas turbine 21 is stabilized against power factor fluctuations in the power system. Also the time constant T of the proportional-integral control as is possible to rolling set longer, it is possible with an increase or decrease in the required load set value, to increase the follow-up of the generator output.

例えば図8と図12を比較すると、LDSETをそのまま目標出力とする従来のガスタービン負荷制御装置の場合(図12)に比べて、LDSETにプラス側バイアス値を加算して目標出力を設定する本実施の形態例のガスタービン負荷制御装置30の場合(図8)ほうが、プラス側バイアス値を加えた分、発電機出力が、要求負荷設定値の変化に対して速く追従しているのが分かる。   For example, when FIG. 8 is compared with FIG. 12, compared with the conventional gas turbine load control apparatus that uses LDSET as a target output as it is (FIG. 12), this book sets the target output by adding a positive bias value to LDSET. In the case of the gas turbine load control device 30 according to the embodiment (FIG. 8), it can be seen that the generator output follows the change in the required load set value more quickly by adding the positive side bias value. .

また、本実施の形態例のガスタービン負荷制御装置30によれば、第1のバイアス設定手段(関数発生器35、シグナルジェネレータ39、レート付き切替器37)では、プラス側バイアス値をLDSETの関数とし、第2のバイアス設定手段(関数発生器36、シグナルジェネレータ40、レート付き切替器38)では、マイナス側バイアス値をLDSETの関数とするため、プラス側バイアス値とマイナス側バイアス値とを、ガスタービン負荷帯(発電機出力)に応じたより適切な値とすることができる。   Further, according to the gas turbine load control device 30 of the present embodiment, the first bias setting means (the function generator 35, the signal generator 39, and the rate-equipped switching device 37) sets the plus side bias value to the LDSET function. In the second bias setting means (the function generator 36, the signal generator 40, and the rate-equipped switch 38), in order to make the negative side bias value a function of LDSET, the positive side bias value and the negative side bias value are It can be set to a more appropriate value according to the gas turbine load zone (generator output).

また、本実施の形態例のガスタービン負荷制御装置30によれば、第1のバイアス設定手段(関数発生器35、シグナルジェネレータ39、レート付き切替器37)ではプラス側バイアス値を、負荷設定手段(偏差演算器31、ハイ/ロウモニタ32,33、アナログメモリ34)にてLDSETの増加を開始するときに所定の増加率で徐々に零から所定値になるまで増加させ、且つ、負荷設定手段にてLDSETの増加を終了するときに所定の減少率で所定値から徐々に零になるまで減少させること、また、第2のバイアス設定手段(関数発生器36、シグナルジェネレータ40、レート付き切替器38)ではプラス側バイアス値を、負荷設定手段にて負荷設定値の減少を開始するときに所定の増加率で徐々に零から所定値になるまで増加させ、且つ、負荷設定手段にて負荷設定値の減少を終了するときに所定の減少率で所定値から徐々に零になるまで減少させることを特徴とするため、プラス側バイアス値やマイナス側バイアス値をステップ状に変化させる場合に比べて、より安定した負荷制御が可能となる。   Further, according to the gas turbine load control device 30 of the present embodiment, the first bias setting means (the function generator 35, the signal generator 39, and the rate-equipped switch 37) sets the plus side bias value to the load setting means. (Deviation calculator 31, high / low monitors 32, 33, analog memory 34) When increasing LDSET is started, gradually increase from zero to a predetermined value at a predetermined increase rate, and load setting means When the increase in LDSET is completed, the second set value is decreased from a predetermined value until it gradually becomes zero at a predetermined decrease rate, and second bias setting means (function generator 36, signal generator 40, rate-equipped switch 38) ) Increase the positive bias value gradually from zero to a predetermined value at a predetermined increase rate when the load setting means starts to decrease the load setting value. In addition, when the load setting means finishes reducing the load set value, the load setting means gradually decreases from the predetermined value to zero with a predetermined decrease rate. Compared with the case where the value is changed stepwise, more stable load control is possible.

本発明はガスタービンへの供給燃料量を制御してガスタービン出力(発電機出力)が目標出力となるように制御するガスタービン負荷制御装置に関するものであり、中央給電センターなどの要求負荷設定手段から要求される(入力する)要求負荷設定値の変化に対して発電機出力の追従性(応答性)を向上させる場合に適用して有用なものである。   The present invention relates to a gas turbine load control device for controlling the amount of fuel supplied to a gas turbine so that the gas turbine output (generator output) becomes a target output, and a required load setting means such as a central power supply center. This is useful when applied to improve the follow-up property (responsiveness) of the generator output with respect to the change in the required load setting value required (input) from the above.

本発明の実施の形態例に係るガスタービン負荷制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the gas turbine load control apparatus which concerns on the example of embodiment of this invention. 前記ガスタービン負荷制御装置に備えたアナログメモリの機能説明図である。It is function explanatory drawing of the analog memory with which the said gas turbine load control apparatus was equipped. 前記ガスタービン負荷制御装置に備えた関数発生器の機能説明図である。It is function explanatory drawing of the function generator with which the said gas turbine load control apparatus was equipped. 前記ガスタービン負荷制御装置に備えた関数発生器の機能説明図である。It is function explanatory drawing of the function generator with which the said gas turbine load control apparatus was equipped. 前記ガスタービン負荷制御装置に備えたレート付き切替器の機能説明図である。It is function explanatory drawing of the switch with a rate with which the said gas turbine load control apparatus was equipped. 前記ガスタービン負荷制御装置に備えたレート付き切替器の機能説明図である。It is function explanatory drawing of the switch with a rate with which the said gas turbine load control apparatus was equipped. 前記ガスタービン負荷制御装置を適用した場合の要求負荷設定値の増加に対するLDSET、目標出力及び発電機出力(実出力)などの変化を個別に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of LDSET with respect to the increase in a required load setting value at the time of applying the said gas turbine load control apparatus, a target output, a generator output (actual output), etc. separately. 前記ガスタービン負荷制御装置を適用した場合の要求負荷設定値の増加に対するLDSET、目標出力及び発電機出力(実出力)の変化をまとめて示す説明図である。It is explanatory drawing which shows collectively the change of LDSET with respect to the increase in a required load setting value at the time of applying the said gas turbine load control apparatus, a target output, and a generator output (actual output). 前記ガスタービン負荷制御装置を適用した場合の要求負荷設定値の減少に対するLDSET、目標出力及び発電機出力(実出力)などの変化を個別に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of LDSET with respect to the reduction | decrease of the required load setting value at the time of applying the said gas turbine load control apparatus, a target output, a generator output (actual output), etc. separately. 前記ガスタービン負荷制御装置を適用した場合の要求負荷設定値の減少に対するLDSET、目標出力及び発電機出力(実出力)の変化をまとめて示す説明図である。It is explanatory drawing which shows collectively the change of LDSET with respect to the reduction | decrease of the required load setting value at the time of applying the said gas turbine load control apparatus, a target output, and a generator output (actual output). 従来のガスタービン負荷制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional gas turbine load control apparatus. 前記ガスタービン負荷制御装置を適用した場合の要求負荷設定値の増加に対するLDSET(目標出力)及び発電機出力(実出力)の変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of LDSET (target output) and a generator output (actual output) with respect to the increase in a required load setting value at the time of applying the said gas turbine load control apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

21 ガスタービン
22 回転軸
23 発電機
24 回転軸
25 MW変換器
26 燃料制御弁
30 ガスタービン負荷制御装置
31 偏差演算器(減算器)
32,33 ハイ/ロウモニタ
34 アナログメモリ
35,36 関数発生器
37,38 レート付き切替器
39,40 シグナルジェネレータ
41 加算器
42 減算器
43 偏差演算器(減算器)
44 PI制御器
21 Gas Turbine 22 Rotating Shaft 23 Generator 24 Rotating Shaft 25 MW Converter 26 Fuel Control Valve 30 Gas Turbine Load Control Device 31 Deviation Calculator (Subtractor)
32, 33 High / Low monitor 34 Analog memory 35, 36 Function generator 37, 38 Switch with rate 39, 40 Signal generator 41 Adder 42 Subtractor 43 Deviation calculator (subtractor)
44 PI controller

Claims (3)

要求負荷設定値が増加したしたときには負荷設定値を前記要求負荷設定値に達するまで所定の増加率で徐々に増加させ、前記要求負荷設定値が減少したときには前記負荷設定値を前記要求負荷設定値に達するまで所定の減少率で徐々に減少させる負荷設定手段と、
前記負荷設定値に対するバイアス値として、プラス側バイアス値を設定する第1のバイアス設定手段と、
前記負荷設定値に対するバイアス値として、マイナス側バイアス値とを設定する第2のバイアス設定手段と、
前記要求負荷設定値の増加に応じて前記負荷設定手段にて前記負荷設定値を徐々に増加させているときには、前記負荷設定値に前記プラス側バイアス値を加算することにより発電機の目標出力を設定し、前記要求負荷設定値の減少に応じて前記負荷設定手段にて前記負荷設定値を徐々に減少させているときには、前記負荷設定値から前記マイナス側バイアス値を減算することにより前記目標出力を設定する目標出力設定手段と、
前記目標出力と、発電機出力計測手段で計測される発電機出力との出力偏差を演算する出力偏差演算手段と、
前記出力偏差に基づいて比例・積分演算を行うことにより、前記発電機を回転駆動するガスタービンの燃料の流量制御手段の制御を行う比例・積分制御手段とを有することを特徴とするガスタービン負荷制御装置。
When the required load set value increases, the load set value is gradually increased at a predetermined increase rate until the required load set value is reached, and when the required load set value decreases, the load set value is changed to the required load set value. Load setting means for gradually decreasing at a predetermined decrease rate until reaching
First bias setting means for setting a positive bias value as a bias value for the load setting value;
Second bias setting means for setting a negative side bias value as a bias value for the load setting value;
When the load setting value is gradually increased by the load setting means in response to the increase in the required load setting value, the target output of the generator is obtained by adding the plus side bias value to the load setting value. When the load setting value is gradually decreased by the load setting means in accordance with a decrease in the required load setting value, the target output is obtained by subtracting the negative side bias value from the load setting value. Target output setting means for setting
Output deviation calculating means for calculating an output deviation between the target output and the generator output measured by the generator output measuring means;
A gas turbine load comprising: proportional / integral control means for controlling a flow rate control means for a fuel of a gas turbine that rotationally drives the generator by performing proportional / integral calculation based on the output deviation Control device.
請求項1に記載のガスタービン負荷制御装置において、
前記第1のバイアス設定手段では、前記プラス側バイアス値を前記負荷設定値の関数とし、
前記第2のバイアス設定手段では、前記マイナス側バイアス値を前記負荷設定値の関数とすることを特徴とするガスタービン負荷制御装置。
In the gas turbine load control device according to claim 1,
In the first bias setting means, the positive side bias value is a function of the load setting value,
In the second bias setting means, the minus bias value is a function of the load setting value.
請求項1又は2に記載のガスタービン負荷制御装置において、
前記第1のバイアス設定手段では、前記プラス側バイアス値を、前記負荷設定手段にて前記負荷設定値の増加を開始するときに所定の増加率で徐々に零から所定値になるまで増加させ、且つ、前記負荷設定手段にて前記負荷設定値の増加を終了するときに所定の減少率で前記所定値から徐々に零になるまで減少させること、
前記第2のバイアス設定手段では、前記プラス側バイアス値を、前記負荷設定手段にて前記負荷設定値の減少を開始するときに所定の増加率で徐々に零から所定値になるまで増加させ、且つ、前記負荷設定手段にて前記負荷設定値の減少を終了するときに所定の減少率で前記所定値から徐々に零になるまで減少させることを特徴とするガスタービン負荷制御装置。
In the gas turbine load control device according to claim 1 or 2,
In the first bias setting means, the positive bias value is gradually increased from zero to a predetermined value at a predetermined increase rate when the load setting means starts to increase the load setting value, And, when the load setting means ends the increase of the load set value, the load set means decreases the predetermined value from the predetermined value until it gradually becomes zero,
In the second bias setting means, the positive bias value is gradually increased from zero to a predetermined value at a predetermined increase rate when the load setting means starts to decrease the load setting value, The gas turbine load control device is characterized in that when the load setting means finishes decreasing the load set value, the load set means decreases the load set value gradually from the predetermined value to zero at a predetermined decrease rate.
JP2005373847A 2005-12-27 2005-12-27 Device for controlling gas turbine load Withdrawn JP2007177626A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005373847A JP2007177626A (en) 2005-12-27 2005-12-27 Device for controlling gas turbine load
US11/643,961 US7600369B2 (en) 2005-12-27 2006-12-22 Gas turbine load control device
DE102006061640A DE102006061640B4 (en) 2005-12-27 2006-12-27 Load control device for gas turbine
CNB2006101721099A CN100552201C (en) 2005-12-27 2006-12-27 Gas turbine load control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005373847A JP2007177626A (en) 2005-12-27 2005-12-27 Device for controlling gas turbine load

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007177626A true JP2007177626A (en) 2007-07-12

Family

ID=38213611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005373847A Withdrawn JP2007177626A (en) 2005-12-27 2005-12-27 Device for controlling gas turbine load

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7600369B2 (en)
JP (1) JP2007177626A (en)
CN (1) CN100552201C (en)
DE (1) DE102006061640B4 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014055548A (en) * 2012-09-12 2014-03-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Control device of gas turbine, gas turbine, and method of controlling gas turbine
WO2019198730A1 (en) * 2018-04-13 2019-10-17 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Control device for gas turbine, gas turbine, and control method for gas turbine
WO2021200818A1 (en) * 2020-04-02 2021-10-07 三菱パワー株式会社 Control device, control method, and program

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9267443B2 (en) 2009-05-08 2016-02-23 Gas Turbine Efficiency Sweden Ab Automated tuning of gas turbine combustion systems
US9354618B2 (en) 2009-05-08 2016-05-31 Gas Turbine Efficiency Sweden Ab Automated tuning of multiple fuel gas turbine combustion systems
US9671797B2 (en) 2009-05-08 2017-06-06 Gas Turbine Efficiency Sweden Ab Optimization of gas turbine combustion systems low load performance on simple cycle and heat recovery steam generator applications
US8437941B2 (en) 2009-05-08 2013-05-07 Gas Turbine Efficiency Sweden Ab Automated tuning of gas turbine combustion systems
US20140123664A1 (en) * 2012-11-05 2014-05-08 General Electric Company Systems and Methods for Generating a Predictable Load Upon Completion of a Start Sequence of a Turbine
US9562479B2 (en) * 2013-03-13 2017-02-07 General Electric Company Systems and methods of droop response control of turbines
CN104594958B (en) * 2014-10-31 2016-08-24 广西电网公司电力科学研究院 A kind of simulation recognition method of large-size steam turbine volume time constant
US9500136B2 (en) 2015-01-06 2016-11-22 General Electric Company Systems and methods for generating variable ramp rates for turbomachinery

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4201923A (en) * 1974-08-08 1980-05-06 Westinghouse Electric Corp. Combined cycle electric power plant and a gas turbine having improved megawatt load control
US5761895A (en) * 1995-08-28 1998-06-09 General Electric Company Transient load controller for gas turbine power generator
JPH10196315A (en) 1997-01-13 1998-07-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method and device for controlling load of multi-shaft combined cycle plant

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014055548A (en) * 2012-09-12 2014-03-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Control device of gas turbine, gas turbine, and method of controlling gas turbine
WO2019198730A1 (en) * 2018-04-13 2019-10-17 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Control device for gas turbine, gas turbine, and control method for gas turbine
JP2019183772A (en) * 2018-04-13 2019-10-24 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Control device for gas turbine, gas turbine, and control method for gas turbine
KR20200096655A (en) 2018-04-13 2020-08-12 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 Gas turbine control device and gas turbine and gas turbine control method
CN111684150A (en) * 2018-04-13 2020-09-18 三菱日立电力系统株式会社 Gas turbine control device, gas turbine, and gas turbine control method
KR102273982B1 (en) 2018-04-13 2021-07-06 미츠비시 파워 가부시키가이샤 Gas turbine control device and gas turbine and gas turbine control method
US11359553B2 (en) 2018-04-13 2022-06-14 Mitsubishi Power, Ltd. Control device for gas turbine, gas turbine, and gas turbine controlling method
CN111684150B (en) * 2018-04-13 2022-11-22 三菱重工业株式会社 Gas turbine control device, gas turbine, and gas turbine control method
WO2021200818A1 (en) * 2020-04-02 2021-10-07 三菱パワー株式会社 Control device, control method, and program
JP2021161993A (en) * 2020-04-02 2021-10-11 三菱パワー株式会社 Controller, control method and program
US11828225B2 (en) 2020-04-02 2023-11-28 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Control device, control method, and program
JP7422592B2 (en) 2020-04-02 2024-01-26 三菱重工業株式会社 Control device, control method and program

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006061640B4 (en) 2012-08-09
CN100552201C (en) 2009-10-21
US20070169463A1 (en) 2007-07-26
US7600369B2 (en) 2009-10-13
CN1991144A (en) 2007-07-04
DE102006061640A1 (en) 2007-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007177626A (en) Device for controlling gas turbine load
JP6942639B2 (en) Dynamic hybrid control
JP4969229B2 (en) Power storage device and hybrid distributed power supply system
JP5108644B2 (en) Boiler control device and boiler control method
JP2010007665A (en) Method for primary control of combined gas and steam turbine arrangement
JP2010007665A5 (en)
US20130021829A1 (en) Arrangement and a method for supplying electric power
JP6230394B2 (en) Power generation system
JP2007087367A (en) Control apparatus and control method of servo system
JP5131528B2 (en) Power control device
JP2006081285A (en) Control method for static reactive power compensator
JP2012205454A (en) Demand controller
JP2006518924A (en) Constant IDC operation of fuel cell generator
JP2012077617A (en) Power generation plant and power generation plant control apparatus
JP2008022598A (en) Digital water power generation control device
CN108141165B (en) Method and control unit for controlling the operation of an engine of a generator set
KR20110094946A (en) Anti-windup pid controller
JP6934835B2 (en) Gas turbine control device and gas turbine and gas turbine control method
JP2018009574A (en) Model based bump-less transfer between passive and active mode operation of three-way check valve for liquid fuel delivery in gas turbine systems
JPH05272361A (en) Load controller of combined-cycle power generating plant
JP5534357B2 (en) Turbine controller
JPH0345198A (en) Load limiting circuit for generator
JP2007128666A (en) Fuel supply method for fuel cell power generation system
PH12017000114A1 (en) Power conditioner
JP4437258B2 (en) Hydropower plant control equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20090303